高中物理-第一章-静电场-9-带电粒子在电场中的运动讲义2-新人教版选修3-1课件.ppt

1、复习精要复习精要044.盐城市盐城市2008届六所名校联考试题届六所名校联考试题 10050.江苏省盐城市江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试学年度第二次调研考试2053.08年年3月临沂市教学质量检查考试月临沂市教学质量检查考试(一一)2003.南京师大物理之友电学综合（一）南京师大物理之友电学综合（一）3003.南京师大物理之友电学综合南京师大物理之友电学综合(一一)6004.南京师大物理之友电学综合南京师大物理之友电学综合(二二)11004.南京师大物理之友电学综合南京师大物理之友电学综合(二二)20031.上海市静安区上海市静安区07-08学年第一学期期末检测学年第一学期期末检测

2、 8031.上海市静安区上海市静安区07-08学年第一学期期末检测学年第一学期期末检测12065.08年南京一中第三次模拟年南京一中第三次模拟8044.盐城市盐城市2008届六所名校联考试题届六所名校联考试题 14015.08届扬州市期中模拟试卷届扬州市期中模拟试卷16044.盐城市盐城市2008届六所名校联考试题届六所名校联考试题18047.08年福建省毕业班质量检查年福建省毕业班质量检查 21050.江苏省盐城市江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试学年度第二次调研考试13062.北京市海淀区二模反馈题北京市海淀区二模反馈题22032.上海虹口区上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测

3、学年度第一学期期终教学检测24038.08年广东佛山市教学质量检测（一）年广东佛山市教学质量检测（一）20（2）功和能的关系）功和能的关系动能定理动能定理根据电场力对带电物体所做的功，引起带电物体的能根据电场力对带电物体所做的功，引起带电物体的能量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电物体的速度变化，经历的位移等这条线索研究带电物体的速度变化，经历的位移等这条线索同样也适用于不均匀的电场同样也适用于不均匀的电场一、研究带电物体在电场中运动的两条途径一、研究带电物体在电场中运动的两条途径带电物体在电场中的运动，是一个综合力和能量的力

4、带电物体在电场中的运动，是一个综合力和能量的力学问题，研究的方法与质点动力学相同（仅仅增加了学问题，研究的方法与质点动力学相同（仅仅增加了电场力），它同样遵循运动的合成与分解、力的独立电场力），它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律研究时，主要可以按以下两条途径分析：学规律研究时，主要可以按以下两条途径分析：（1）力和运动的关系）力和运动的关系牛顿第二定律牛顿第二定律根据带电物体受到的电场力和其它力根据带电物体受到的电场力和其它力，用牛顿第二定，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电物体的

5、速度、律求出加速度，结合运动学公式确定带电物体的速度、位移等这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运位移等这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况动的情况（2）整体法）整体法(全过程法全过程法)电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，与路径无关它们分别引起电荷电势能的变化和重力与路径无关它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化，从电荷运动的全过程中功能关系出发势

6、能的变化，从电荷运动的全过程中功能关系出发（尤其从静止出发末速度为零的问题）往往能迅速找（尤其从静止出发末速度为零的问题）往往能迅速找到解题切入点或简化计算到解题切入点或简化计算 二、研究带电物体在电场中运动的两类重要方法二、研究带电物体在电场中运动的两类重要方法（1）类比与等效）类比与等效电场力和重力都是恒力电场力和重力都是恒力,在电场力作用下的运动可与重在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比例如力作用下的运动类比例如,垂直射入平行板电场中的垂直射入平行板电场中的带电物体的运动可类比于平抛带电物体的运动可类比于平抛,带电单摆在竖直方向匀带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强

7、度强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等值的变化等044.盐城市盐城市2008届六所名校联考试题届六所名校联考试题 10 10.如图所示，在绝缘水平面上固定两个等量同种如图所示，在绝缘水平面上固定两个等量同种电荷电荷A、B，在，在AB连线上的连线上的P点由静止释放一带电滑点由静止释放一带电滑块，则滑块会由静止开始一直向右运动到块，则滑块会由静止开始一直向右运动到AB连线上连线上的另一点的另一点M而停下。则以下判断正确的是而停下。则以下判断正确的是()A滑块一定带的是与滑块一定带的是与A、B异种的电荷异种的电荷B滑块的电势能一定是先减小后增大滑块的电势能一定是先减小后增大C滑块的动能与电势

8、能之和一定减小滑块的动能与电势能之和一定减小DAP间距一定小于间距一定小于BM间距间距PBAC D050.江苏省盐城市江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试学年度第二次调研考试2 2如图甲所示，水平面绝缘且光滑，弹簧左端如图甲所示，水平面绝缘且光滑，弹簧左端固定，右端连一轻质绝缘挡板，空间存在着水平方固定，右端连一轻质绝缘挡板，空间存在着水平方向的匀强电场，一带电小球在电场力和挡板压力作向的匀强电场，一带电小球在电场力和挡板压力作用下静止。若突然将电场反向，则小球加速度的大用下静止。若突然将电场反向，则小球加速度的大小随位移小随位移x变化的关系图像可能是图乙中的变化的关系图像可能是图乙中的

9、 ()A B C DOOOOaaaaxxxxEA053.08年年3月临沂市教学质量检查考试月临沂市教学质量检查考试(一一)22如右图所示，三个质量相同，带电荷量分别为如右图所示，三个质量相同，带电荷量分别为+q、q和和0的小液滴的小液滴a、b、c，从竖直放置的两板，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中图所示，则在穿过极板的过程中 （）A电场力对液滴电场力对液滴a、b做的功相同做的功相同 B三者动能的增量相同三者动能的增量相同 C液滴液滴a电势能的增加量等于电势能的增加量等于液滴液滴b电势能的减少量电

10、势能的减少量 D重力对三者做的功相同重力对三者做的功相同OcabA D点拨：点拨：电场力对电场力对a、b均做正功，电势能均减少。均做正功，电势能均减少。003.南京师大物理之友电学综合（一）南京师大物理之友电学综合（一）39、如图所示，在光滑绝缘水平面上的、如图所示，在光滑绝缘水平面上的M、N两点各放两点各放有一个电荷量分别为有一个电荷量分别为+q和和+2q的完全相同的金属球的完全相同的金属球A、B。在某时刻，使。在某时刻，使A、B以相等的初动能以相等的初动能E开始沿同一开始沿同一直线相向运动（这时它们的动量大小均为直线相向运动（这时它们的动量大小均为P），若它），若它们在碰撞过程中无机械能损

11、失，碰后又各自返回。它们在碰撞过程中无机械能损失，碰后又各自返回。它们返回们返回M、N两点时的动能分别为两点时的动能分别为E1和和E2，动量大小，动量大小分别为分别为P1和和P2，则下列结论正确的是：，则下列结论正确的是：()AE1E2E，P1P2P BE1E2E，P1P2PC碰撞一定发生在碰撞一定发生在M、N连线中点的左侧连线中点的左侧 D两球不可能同时返回到两球不可能同时返回到M、N两点两点+q+2qMNABA解见下页解见下页解：解：+q+2qMNAB两球碰前的库仑力为两球碰前的库仑力为,222rqkF 两球碰后的库仑力为两球碰后的库仑力为Frq.kF 22252它们返回它们返回M、N两点

12、过程中电场力做功大于碰前电两点过程中电场力做功大于碰前电场力做的功，动能增大，动量也增大场力做的功，动能增大，动量也增大,B错错A正确。正确。由于两球在同一时刻的加速度相同，碰撞一定发生由于两球在同一时刻的加速度相同，碰撞一定发生在在M、N连线的中点，碰后同时返回到连线的中点，碰后同时返回到M、N两点，两点，C、D错。错。003.南京师大物理之友电学综合南京师大物理之友电学综合(一一)6 如图所示，在场强大小为如图所示，在场强大小为E的匀强电场中，一根不可的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为电荷量为q的带负的带负电小球，另一端固定在电小球

13、，另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平点。把小球拉到使细线水平的位置的位置A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成到细线与水平成=60的位置的位置B时速度为零。以下说时速度为零。以下说法正确的是法正确的是 ()A小球重力与电场力的关系是小球重力与电场力的关系是B小球重力与电场力的关系是小球重力与电场力的关系是C球在球在B点时，细线拉力为点时，细线拉力为D球在球在B点时，细线拉力为点时，细线拉力为T=2EqEqmg3 mgEq3 mgT3 OABEqmB C解见下页解见下页解：解：OABEqm从从A到到B由动能定理得由动能定理得mgl sin

14、60-qEl(1-cos60)=0 mgEq3 由圆周运动规律得由圆周运动规律得06060 cosqEsinmgTmgT3 004.南京师大物理之友电学综合南京师大物理之友电学综合(二二)11、11如图所示，在如图所示，在O点处放置一个正电荷。在过点处放置一个正电荷。在过O点点的竖直平面内的的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为小球的质量为m、电荷量为、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以虚线所示，它与以O为圆心、为圆心、R为半径的圆（图中实线为半径的圆（图中实线表示）相交于表示）相交于B、C两点，两点，O、C

15、在同一水平线上，在同一水平线上，BOC=30，A距离距离OC的竖直高度为的竖直高度为h。若小球通过。若小球通过B点的速度为点的速度为v，则下列说法中正确的是，则下列说法中正确的是 ()gh2gRv 2A小球通过小球通过C点的速度大小是点的速度大小是B小球通过小球通过C点的速度大小是点的速度大小是C小球由小球由A到到C电场力做功是电场力做功是1/2mv2-mghD小球由小球由A到到C机械能的损失是机械能的损失是 mg(h-R/2)-1/2mv2OABCRh30B DOABCRh30 解：解：B、C两点电势相等，两点电势相等，BC电场力不做功。电场力不做功。由动能定理，由动能定理，BC,1/2 m

16、vC2-1/2 mv2=mgRsin 30 vC2=v2+gR小球由小球由A到到C机械能的损失即克服电场力做功是机械能的损失即克服电场力做功是E=mgh-1/2 mvC2=mg(h-R/2)-1/2 mv220、物理学家密立根早在、物理学家密立根早在1911年曾经以下述著名的油年曾经以下述著名的油滴实验推断自然界存在基本电荷，并推出了基本电荷滴实验推断自然界存在基本电荷，并推出了基本电荷的电量，其实验过程如下：的电量，其实验过程如下：水平放置的两平行绝缘金属板间距为水平放置的两平行绝缘金属板间距为 d，在上极板的，在上极板的中间开一小孔，使质量为中间开一小孔，使质量为 m 的微小带电油滴从这个

17、小的微小带电油滴从这个小孔落到极板中，忽略空气浮力，当极板上没加电压时孔落到极板中，忽略空气浮力，当极板上没加电压时，由于空气阻力大小与速度大小成正比，（设比例系，由于空气阻力大小与速度大小成正比，（设比例系数为数为 k 且且 k0）经过一段时间后即可观察到油滴以恒）经过一段时间后即可观察到油滴以恒定的速率定的速率 V1 在空气中缓慢降落。在空气中缓慢降落。（1）极板上加电压）极板上加电压 u 时可见到时可见到油滴以恒定的速率油滴以恒定的速率 V2 缓慢上升。缓慢上升。试求油滴所带电量试求油滴所带电量 q（用（用d、u、k、V1、V2 等已知量表示）。等已知量表示）。004.南京师大物理之友电

18、学综合南京师大物理之友电学综合(二二)20、d油滴油滴喷雾器喷雾器显微镜显微镜小孔小孔（2）在极板上不加电压时，油滴在极板内以恒定的速）在极板上不加电压时，油滴在极板内以恒定的速率率 V1 下降时，移动某一定值的竖直距离所需时间为下降时，移动某一定值的竖直距离所需时间为 t1，加了电压加了电压 u 后以恒定速率后以恒定速率 V2 上升同一竖直距离所需时上升同一竖直距离所需时间为间为 t2，然后又把电压撤除，使所考察的油滴又降落，然后又把电压撤除，使所考察的油滴又降落，并在极板内照射并在极板内照射 x 射线以改变它的带电量，再在极板射线以改变它的带电量，再在极板上加上同样的电压上加上同样的电压

19、u，重复上述操作测定油滴上升的，重复上述操作测定油滴上升的时间，即可发现时间，即可发现 始终是始终是0.00535s-1的整数倍，由的整数倍，由此可断定：一定存在基本电荷，若已知：此可断定：一定存在基本电荷，若已知：d2102m m3.21016kg t111.9s u25V g9.8ms2，试计算基本电荷的带电量（取两位有效，试计算基本电荷的带电量（取两位有效数字）数字）)tt(2111（2）由题意知：）由题意知：2211tVtV 0053501121.ntt n.udmgtq0053501 C.udmgte1911061005350 基本电荷的带电量基本电荷的带电量).udmgt(0053

20、501 显然：粒子所带电量为显然：粒子所带电量为 的整数倍。的整数倍。由由式可解得式可解得（n为整数）为整数）解：解：1kVmg 2kVmgduq u)VV(dkq21 由由解得解得 油滴在电场中缓慢上升时：油滴在电场中缓慢上升时：（1）由题意得：）由题意得：题目题目031.上海市静安区上海市静安区07-08学年第一学期期末检测学年第一学期期末检测 8 8如图所示，在光滑水平桌面上有一半径为如图所示，在光滑水平桌面上有一半径为R的圆的圆,O为圆心，为圆心，AB为直径，桌面所在空间有水平方向的匀为直径，桌面所在空间有水平方向的匀强电场强电场(场强为场强为E).现将一电量为现将一电量为+q的带电微

21、粒，以相的带电微粒，以相同的动能从同的动能从A点沿桌面射出，因射出方向不同，微粒将点沿桌面射出，因射出方向不同，微粒将通过圆上的不同点通过圆上的不同点.其中到达其中到达C点时微粒的动能最大点时微粒的动能最大.已已知知BAC=37,则电场方向与则电场方向与AC的夹角的夹角=；若微粒从若微粒从A点沿桌面且与电场垂直的方向射出，微粒恰点沿桌面且与电场垂直的方向射出，微粒恰能通过能通过C点，则射出时的初动能为点，则射出时的初动能为 。0.18EqR37ABCO37解解:(1)由动能定理由动能定理 W电电=qUAC=Ekmax可见可见AC两点间的电势差两点间的电势差UAC最大最大,且只有一个点且只有一个

22、点.过过C 点作圆的切线点作圆的切线(与与OC垂直垂直)即为等势线即为等势线,匀强电场的方向为匀强电场的方向为OC方向方向.则电场方向与则电场方向与AC的夹角的夹角=OCA=37解解:ABCO37D (2)若微粒从若微粒从A点沿桌面且与电场垂直的方向射点沿桌面且与电场垂直的方向射出，作出，作ADOC，即沿平行于，即沿平行于DC方向射出，方向射出，v0CAD=OCA=37微粒恰能通过微粒恰能通过C点，由类平抛运动规律得点，由类平抛运动规律得 3722122cosRtmqEAD 373720sincosRtvDC 2021mvEkA 由以上三式解得从由以上三式解得从A点射出时的初动能为点射出时的初

23、动能为EkA=0.18EqR031.上海市静安区上海市静安区07-08学年第一学期期末检测学年第一学期期末检测1212、如图所示，由相同绝缘材料组成的斜面、如图所示，由相同绝缘材料组成的斜面AB和水和水平面平面BC，质量为，质量为m的小滑块由的小滑块由A静止开始释放，它运静止开始释放，它运动到动到C点时的速度为点时的速度为v1（v10），最大水平位移为），最大水平位移为S1；现给小滑块带上正电荷，并在空间施加竖直向下的现给小滑块带上正电荷，并在空间施加竖直向下的匀强电场，仍让小滑块由匀强电场，仍让小滑块由A静止开始释放，它运动到静止开始释放，它运动到C点时的速度为点时的速度为v2，最大水平位移

24、为，最大水平位移为S2，忽略在，忽略在B点点因碰撞而损失的能量，水平面足够长，以下判断正因碰撞而损失的能量，水平面足够长，以下判断正确的是确的是 ()A、v1v2，B、v1v2，C、S1S2，D、S1=S2。BACA D解见下页解见下页解解:由动能定理，从由动能定理，从A到到C2121mvmgSsinhcosmgmghBC 有电场时，有电场时，F合合=mg+qE=mg 2221mvSgmsinhcosgmhgmBC 比较以上两式，可见比较以上两式，可见v1 v2 由动能定理，从由动能定理，从A到停止点到停止点D0 BDmgSsinhcosmgmgh 0 BDSgmsinhcosgmhgm hS

25、ShctgSBD 21065.08年南京一中第三次模拟年南京一中第三次模拟8 8如图所示如图所示,在足够大的光滑水平绝缘桌面上在足够大的光滑水平绝缘桌面上,有两有两个带电小球个带电小球A、B,现分别给两球一定的初速度现分别给两球一定的初速度,使其使其在桌面上运动在桌面上运动,两者距离始终保持不变两者距离始终保持不变,则（则（）AA、B一定带同种电荷，速度大小均不变一定带同种电荷，速度大小均不变BA、B一定带同种电荷，加速度大小均不变一定带同种电荷，加速度大小均不变CA、B一定带异种电荷，速度始终与两球连线方向一定带异种电荷，速度始终与两球连线方向垂直垂直DA、B一定带异种电荷，两球一定带异种电

26、荷，两球的速度大小与其质量成反比的速度大小与其质量成反比BA解见下页解见下页C D解：解：分别给两球一定的初速度分别给两球一定的初速度,使其在桌面上运使其在桌面上运动动,两者距离始终保持不变两者距离始终保持不变,则只能绕则只能绕AB连线上某连线上某点做匀速圆周运动，如图示。点做匀速圆周运动，如图示。BAO两球之间的静电力提供向心力。所以两球之间的静电力提供向心力。所以A、B一定一定带异种电荷，速度始终与两球连线方向垂直。带异种电荷，速度始终与两球连线方向垂直。AAAAvmrmF 2BBBBvmrmF 2所以两球的速度大小与其质所以两球的速度大小与其质量成反比量成反比044.盐城市盐城市2008

27、届六所名校联考试题届六所名校联考试题 14 14如图甲所示，电荷量为如图甲所示，电荷量为q=110-4C的带正电的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度水平向右的电场，电场强度E的大小与时间的关系的大小与时间的关系如图乙所示，、物块运动速度与时间如图乙所示，、物块运动速度与时间t的关系如图丙的关系如图丙所示，取重力加速度所示，取重力加速度g=10m/s2。求。求 （1）前）前2秒内电场力做的功。秒内电场力做的功。（2）物块的质量。）物块的质量。（3）物块与水平面间的动摩擦因数。）物块与水平面间的动摩擦因数。+E甲甲

28、t/s01324E/(104NC-1)乙乙2v/(ms-1)t/s012324丙丙解：解：+E甲甲t/s01324E/(104NC-1)乙乙2v/(ms-1)t/s012324丙丙（1）F=E1q=3 Nm2212 atsW=Fs=6 J（2）a=1m/s2E2q=mg E1q mg=mam=1kg（3）=0.2015.08届扬州市期中模拟试卷届扬州市期中模拟试卷1616如图所示，一根长如图所示，一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为竖直固定在场强为E=1.0105N/C、与水平方向成、与水平方向成=30角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端角的倾斜向上的匀强电场

29、中。杆的下端M固定固定一个带电小球一个带电小球A，电荷量，电荷量Q=+4.5106C；另一带电；另一带电小球小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0106C，质量质量m=1.0102kg。现将小球。现将小球B从杆的上端从杆的上端N静止释静止释放，小 球放，小 球 B 开 始 运 动。开 始 运 动。(静 电 力 常 量静 电 力 常 量 k=9.0 109Nm2/C2取取g=10m/s2)(1)小球小球B开始运动时的加速度为多大开始运动时的加速度为多大?(2)小球小球B的速度最大时的速度最大时,距距M端的高度端的高度h1为多大为多大?(3)小球小球B从从N端运动到

30、距端运动到距M端的高度端的高度h2=0.61m时，速度为时，速度为v=1.0m/s，求，求此过程中小球此过程中小球B的电势能改变了多少的电势能改变了多少?ABNME解：解：ABNME （1）开始运动时小球）开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得masinqELQqkmg 2解得解得msinqEmLkQqga 2代入数据解得：代入数据解得：a=3.2m/s2 (2)小球小球B速度最大时合力为零，即速度最大时合力为零，即ABNMEh1mgsinqEhkQq 21 解得解得 sinqEmgkQq

31、h 1代入数据解得代入数据解得 h1=0.9m (3)小球小球B从开始运动到速度为从开始运动到速度为v的过程中的过程中,设重力做功为设重力做功为W1,电场力做功为电场力做功为W2,库仑力做功为库仑力做功为W3,根据动能定理有根据动能定理有ABNMEh2232121mvWWW W1mg（L-h2）W2=-qE(L-h2)sin 解得解得 sin)hL(qE)hL(mgmvW222321 设小球的电势能改变了设小球的电势能改变了EP，则，则J10482122232 .mv)hL(mg)WW(EP题目题目044.盐城市盐城市2008届六所名校联考试题届六所名校联考试题18 18 在光滑绝缘的水平面上

32、在光滑绝缘的水平面上,用长为用长为2L的绝缘轻杆的绝缘轻杆连接两个质量均为连接两个质量均为m的带电小球的带电小球A和和B.A球的带电量球的带电量为为+2q,B球的带电量为球的带电量为-3q,组成一带电系统组成一带电系统,如图所示如图所示,虚线虚线MP为为AB两球连线的垂直平分线两球连线的垂直平分线,虚线虚线NQ与与MP平行且相距平行且相距4L.最初最初A和和B分别静止于虚线分别静止于虚线MP的两侧的两侧,距距MP的距离均为的距离均为L,且且A球距虚线球距虚线NQ的距离为的距离为3L.若若视小球为质点视小球为质点,不计轻杆的质量不计轻杆的质量,在虚线在虚线MP,NQ间加间加上水平向右的匀强电场上

33、水平向右的匀强电场E后后,求求:(1)B球刚进入电场时球刚进入电场时,带电带电系统的速度大小系统的速度大小.(2)带电系统从开始运动到带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间速度第一次为零所需时间以及以及B球电势能的变化量球电势能的变化量.AE4LB-3q+2qMNQP解：解：AE4LB-3q+2qMNQP带电系统开始运动时，设加速度为带电系统开始运动时，设加速度为a1，由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mqEmqEa 221球球B刚进入电场时，带电系统的速度为刚进入电场时，带电系统的速度为v1，有：，有：Lav1212 求得：求得：mqELv21 对带电系统进行分析，假设球对带电系统进行分析

34、，假设球A能达到右极板，电场能达到右极板，电场力对系统做功为力对系统做功为W1，有：，有：023321 )LqE(LqEW故带电系统速度第一次为零时，球故带电系统速度第一次为零时，球A恰好到达右极板恰好到达右极板Q。设球设球B从静止到刚进入电场的时间为从静止到刚进入电场的时间为t1，则：，则：111avt 解得：解得：qEmLt21 球球B进入电场后，带电系统的加速度为进入电场后，带电系统的加速度为a2，由牛顿第，由牛顿第二定律二定律mqEmqEqEa22232 题目题目显然，带电系统做匀减速运动。减速所需时间为显然，带电系统做匀减速运动。减速所需时间为t2，则有：则有：2120avt 求得：

35、求得：qEmLt82 可知可知,带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为:qEmLttt2321 B球电势能增加了球电势能增加了 6 Eq L 题目题目第第2页页047.08年福建省毕业班质量检查年福建省毕业班质量检查 2121如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为平行板电容器，板间距离为d，电容为，电容为C，上板，上板B接地。接地。现有大量质量均为现有大量质量均为m、带电量均为、带电量均为q的小油滴，以相的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所同的初速度持续不断地从

36、两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央的正中央P点。如果能落到点。如果能落到A板的油滴仅有板的油滴仅有N滴，且第滴，且第N+1滴油滴刚好能飞滴油滴刚好能飞离电场，假定落到离电场，假定落到A板的油滴的板的油滴的电量能被板全部吸收，不考虑油电量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为滴间的相互作用，重力加速度为g，OAPBA落到落到A板的油滴数板的油滴数B落到落到A板的油滴数板的油滴数C第第N+1滴油滴通过电场的整个过程所增加的动滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于能等于D第第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机滴油

37、滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于械能等于 2qCdmgN 243qCdmgN 8mgd83mgd则则 ()B C D解：解：第一滴油滴正好落到下板第一滴油滴正好落到下板A的正中央的正中央P点。点。22221212)vL(ggtd gd)vL(42 第第N滴油滴正好落到下板滴油滴正好落到下板A的最右端的最右端2221212)vL(at ad 4ga maqEmg qmgCdNqdUE43 243qCdmgN 第第N+1滴油滴通过电场滴油滴通过电场,y=d/2所增加的动能所增加的动能8mgdy)qEmg(Ek 减少的机械能等于增加的电势能减少的机械能等于增加的电势能83mgdqEyE 题目题

38、目050.江苏省盐城市江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试学年度第二次调研考试13 13如图所示，如图所示，AB为竖直墙壁，为竖直墙壁，A点和点和P点在同点在同一水平面上。空间存在着竖直方向的匀强电场。将一水平面上。空间存在着竖直方向的匀强电场。将一带电小球从一带电小球从P点以速度点以速度v向向A抛出，结果打在墙上抛出，结果打在墙上的的C处。若撤去电场，将小球从处。若撤去电场，将小球从P点以初速点以初速v/2向向A抛抛出，也正好打在墙上的出，也正好打在墙上的C点。求：点。求：（1）第一次抛出后小球）第一次抛出后小球所受电场力和重力之比所受电场力和重力之比（2）小球两次到达）小球两次到达C

39、点点时速度之比时速度之比PABCv解解:（1）设设AC=h、电场力为、电场力为FQ，根据牛顿第二定律得，根据牛顿第二定律得:FQ+mg=ma 第一次抛出时，第一次抛出时，221)vl(ah 第二次抛出时，第二次抛出时，2221)vl(gh 由由、两式得两式得a=4g 所以，所以，FQ：G=3:1 （2）第一次抛出打在）第一次抛出打在C点的竖直分速度点的竖直分速度vlavy 1第二次抛出打在第二次抛出打在C点的竖直分速度点的竖直分速度vlgvy22 第一次抛出打在第一次抛出打在C点的速度点的速度2121yvvv 第二次抛出打在第二次抛出打在C点的速度点的速度22222yv)v(v 所以所以 v1

40、：v2=2：1 题目题目062.北京市海淀区二模反馈题北京市海淀区二模反馈题2222（16分）质量分）质量m=2.010-4kg、电荷量、电荷量q=1.010-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中，电场强度大小为的匀强电场中，电场强度大小为E1。在。在t=0时刻，电时刻，电场强度突然增加到场强度突然增加到E2=4.0103N/C，到，到t=0.20s时再时再把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变。取把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变。取g=10m/s2。求：。求：（1）t=0.20s时间内带电微粒上升的高度；时间内带电微粒上升的高度；（2）t

41、=0.20s时间内带电微粒增加的电势能；时间内带电微粒增加的电势能；（3）电场方向改为水平向右后带电微粒最小的的）电场方向改为水平向右后带电微粒最小的的动能。动能。解：（解：（1）在在E2电场中，设带电微粒向上的加速度为电场中，设带电微粒向上的加速度为a1，根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律 q E2-mg=ma1解得：解得：a1=10m/s2设设0.20s时间内带电微粒上升的高度为时间内带电微粒上升的高度为h，则，则2121tah 解得：解得：h=0.20m（2）在）在t=0.20s时间内电场力对带电微粒做正功，电时间内电场力对带电微粒做正功，电势能减少势能减少hqEE2 解得：解得：E=-

42、8.010-2 J （3）在）在t=0.20s时带点微粒的速度时带点微粒的速度v1=a1t=2.0m/s把电场把电场E2改为水平向右后，设带电微粒在竖直方向做改为水平向右后，设带电微粒在竖直方向做匀减速运动的速度为匀减速运动的速度为vy,水平方向作匀加速运动的速度水平方向作匀加速运动的速度为为vx，带电微粒的动能达到最小时所用时间为，带电微粒的动能达到最小时所用时间为t1，则，则vy=v1-gt1 vx=a2t1222m/s20 mqEa解得：解得：vy=2.0-10t1,vx=20t1 带点微粒的动能带点微粒的动能)vv(mEyxk2221 21212211)ta()gtv(mEk 2212

43、11121222vgtvt)ga(m s04022211.gagvt 当当时，时，Ek有最小值有最小值解得：解得：Ek=3.210-4J说明：用当电场力与重力的合力与速度方向垂直时，说明：用当电场力与重力的合力与速度方向垂直时，速度有最小值，计算也可以。速度有最小值，计算也可以。题目题目032.上海虹口区上海虹口区07学年度第一学期期终教学检测学年度第一学期期终教学检测24 24、如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它、如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L。槽内。槽内有两个质量均为有两个质量均为m的小球的

44、小球A和和B，球，球A带电量为带电量为+2q，球，球B带电量为带电量为3q，两球由长为，两球由长为2L的轻杆相连，组成一的轻杆相连，组成一带电系统。最初带电系统。最初A和和B分别静止于左板的两侧，离板的分别静止于左板的两侧，离板的距离均为距离均为L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场板间加上与槽平行向右的匀强电场E后（设槽和轻杆后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布）由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布）,求：求：球球B刚进入电场时，带电系统的速度大小。刚进入电场时，带电系统的速度大小。带电系统从开始运动到速度第

45、带电系统从开始运动到速度第一次为零时球一次为零时球A相对右板的位置。相对右板的位置。(3)带电系统从开始运动到速度第带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间一次为零所需的时间3.5L固定底盘固定底盘ABE+2q-3q212212mvLqE mqELv21 设球设球B刚进入电场时，带电系统的速度为刚进入电场时，带电系统的速度为v1，由动能定理有：由动能定理有：解：解：求得：求得：3.5L固定底盘固定底盘ABE+2q-3q022121 xqEmvL.Lx512 (2)设带电系统的速度为设带电系统的速度为0时，假设时，假设A球仍在电场中，并球仍在电场中，并设设B球在电场中的位移为球在电场中的位移

46、为x，由动能定理有，由动能定理有 求得求得22221513522mvL.qEL.qE mqELv22 6Lx 求得：求得：所以带电系统速度第一次为零时，球所以带电系统速度第一次为零时，球A、B应分别应分别在右极板两侧。设在右极板两侧。设A球达到右极板时速度为球达到右极板时速度为v2解得：解得：接下来，只有接下来，只有B球受到电场力，设带电系统的速度为球受到电场力，设带电系统的速度为0时，时，A球相对右极板的位移为球相对右极板的位移为x。由动能定理有。由动能定理有222213mvqEx 题目题目 求得：求得：111avt qEmLt21 mqEmqEqEa22232 2122avvt qEmLt

47、22(3)设球设球B从静止到刚进入电场的时间为从静止到刚进入电场的时间为t1，则：，则：解得：解得：球球B进入电场后，带电系统的加速度为进入电场后，带电系统的加速度为a2，由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：显然，带电系统做匀减速运动。设球显然，带电系统做匀减速运动。设球A刚达到右极板时刚达到右极板时的速度为的速度为v2，减速所需时间为，减速所需时间为t2，则有：，则有：题目题目第第2页页3230avt qEmLtttt237321 mqEa233 qEmLt2313 设球设球A从离开电场到静止所需的时间为从离开电场到静止所需的时间为t3，则有：，则有：求得：求得：可知可知,带电系统从静止到速度第

48、一次为零所需的时间为带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为:球球A离电场后，带电系统继续做减速运动，设加速离电场后，带电系统继续做减速运动，设加速度为度为a3，再由牛顿第二定律：，再由牛顿第二定律：题目题目第第2页页第第3页页038.08年广东佛山市教学质量检测（一）年广东佛山市教学质量检测（一）20 20（19分）如图所示，在光滑水平地面上，静放分）如图所示，在光滑水平地面上，静放着一质量着一质量m1=0.2kg的绝缘平板小车，小车的右边处在的绝缘平板小车，小车的右边处在以以PQ为界的匀强电场中，电场强度为界的匀强电场中，电场强度E1=1104 V/m，小车上小车上A点正处于电场的边界。

49、质量点正处于电场的边界。质量m2=0.1kg、带电、带电量量q=610-5 C的带正电小物块（可视为质点）置于的带正电小物块（可视为质点）置于A点，其与小车间的动摩擦因数点，其与小车间的动摩擦因数=0.40（且最大静摩擦（且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）。现给小物块一个力与滑动摩擦力相等）。现给小物块一个v0=6m/s向右向右的初速度。当小车速度减为零时，电场强度突然增强的初速度。当小车速度减为零时，电场强度突然增强至至E2=2104 V/m，而后保持此值不变。若小物块不，而后保持此值不变。若小物块不从小车上滑落，取从小车上滑落，取g=10m/s2。试解答下列问题：。试解答下列问题：（1）小物

50、块最远能向右走多远？）小物块最远能向右走多远？（2）小车、小物块的最终速度）小车、小物块的最终速度分别是多少？分别是多少？（3）车的长度应满足什么条件？）车的长度应满足什么条件？v0m1m2AEPQ解：解：本题是考查牛顿运动定律、电场力、匀变速运动本题是考查牛顿运动定律、电场力、匀变速运动规律、动量守恒定律知识，考查考生对物理过程的综规律、动量守恒定律知识，考查考生对物理过程的综合分析能力、应用数学处理物理问题的能力。合分析能力、应用数学处理物理问题的能力。（1）小物块水平方向受向左的电场力与滑动摩擦力做）小物块水平方向受向左的电场力与滑动摩擦力做减速运动减速运动,而小车受摩擦力向右做匀加速运